[发明专利]一种大型工件定位装夹系统及方法

说明书

本发明公开了一种大型工件定位装夹系统，包括装夹平台、若干可调垫铁结构、若干自由虎钳和球面垫圈，所述可调垫铁结构用于支撑并调平工件，其周向间隔分布在工件的周围；所述可调垫铁结构的顶部安装有球面垫圈，可调垫铁结构的底部直接安装在装夹平台上，或通过支撑结构安装在装夹平台上；所述自由虎钳用于对工件外侧面施加压力以较直工件，所述自由虎钳周向间隔分布在工件的周围；所述自由虎钳直接安装在装夹平台上，或通过支撑结构安装在装夹平台上；所述自由虎钳的施力端通过球面垫圈与工件的外侧面压紧。本发明还提供了一种装夹方法。本发明的有益效果为：利用自由虎钳与可调垫铁结构配合，可提供有效、可靠的支靠与夹持力，实现大型工件的定位装夹。

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种大型工件定位装夹系统及方法。

背景技术

大型工件在机械加工前，需在机床上定位、装夹。传统的压板、垫铁仅限制工件在垂直于支靠面的移动，而工件绕支靠面的转动仅由施加在压板上的正压力转化而来的摩擦力进行限制。这种固定方式产生以下问题：1、未限制工件多余自由度，工件易产生位移；2、施加正压力过大会使工件变形，对于刚性较差的工件会导致尺寸超差而产生不良品；3、压板施加的正压力需作用在工件的上表面，若上表面为待加工表面会导致加工工序中断；4、为达到足够的压紧力，操作员在施力过程需使用杠杆，若空间不允许就必须借助自身的冲量进行压紧；这样的工作方式不论对工具还是人员都存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提出一种夹持效果好、工件不变形的大型工件定位装夹系统及方法。

本发明采用的技术方案为：一种大型工件定位装夹系统，包括装夹平台、若干可调垫铁结构、若干自由虎钳和球面垫圈，所述可调垫铁结构用于支撑并调平工件，其周向间隔分布在工件的周围；所述可调垫铁结构的顶部安装有球面垫圈，可调垫铁结构的底部直接安装在装夹平台上，或通过支撑结构安装在装夹平台上；所述自由虎钳用于对工件外侧面施加压力以较直工件，所述自由虎钳周向间隔分布在工件的周围；所述自由虎钳直接安装在装夹平台上，或通过支撑结构安装在装夹平台上；所述自由虎钳的施力端通过球面垫圈与工件的外侧面压紧。

按上述方案，所述球面垫圈包括本体和支座，所述本体与可调垫铁结构或自由虎钳相连；所述本体上加工有球形凹槽，本体加工有沉孔，沉孔内安装有用于吸附制支座的磁钢；所述支座的外侧直接与工件接触，支座内侧加工有球形凸起，球形凸起与球形凹槽相适配，二者可相对滑动。

按上述方案，所述装夹平台上设置有多个平行间隔的T型槽，T型槽与T 型的滑块配置；所述支撑结构包括若干上下对正连接的支撑模块，底层支撑模块与滑块相连，顶层支撑模块与可调垫铁结构或自由虎钳相连。

按上述方案，所述支撑模块的底面和顶面均分别开设有连接槽，连接槽与连接块和滑块相适配；支撑模块的中心开设有穿过连接槽的通孔，通孔内配置有连接螺栓；底层支撑模块的连接槽与滑块相连，上下相邻的两个支撑模块之间通过连接块相连，顶层支撑模块通过连接块与可调垫铁结构或自由虎钳相连，所述连接螺栓自顶部的连接块穿过，依次经各支撑模块的通孔、各连接块、底层支撑模块后与滑块相连，连接螺栓的顶部通过螺母锁死。

按上述方案，所述连接槽为横向和纵向交错的十字槽，所述连接块为T型的连接块，所述连接块的整体结构与滑块相同。

本发明还提供了一种大型工件定位装夹方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、提供权利要求1～5中任意一项所述的大型工件定位装夹系统各部件；

步骤二、根据工件装夹位置布置支撑点，分布在各支撑点和施力点设支撑结构，并将支撑结构安装在装夹平台上；

步骤三、在各支撑点处的支撑结构上安装可调垫铁结构，并在球面垫圈，补偿工件支靠表面的形状误差；

步骤四、将工件在可调垫铁结构上落位，利用可调垫铁结构调整可调垫铁结构整平工件；